[發明專利]一種緩沖材料共振特性的描述方法

在審

• 申請號: 201610211005.8
• 申請日: 2016-04-07
• 公開（公告）號: CN105784106A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 李淑娟;張成新
• 申請（專利權）人: 曲阜師范大學
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于材料特性描述的技術領域，具體地涉及一種材料共振特性的描述方 法，主要用于運輸包裝設計時共振點的確定。

背景技術

沖擊和振動載荷是造成產品在運輸過程中損壞的重要因素，因此防共振技術是產 品包裝設計重要技術。產品的防振包裝主要是通過緩沖材料來實現的，緩沖材料的共振特 性是防共振包裝設計的基礎，目前材料共振特性主要是通過共振曲線來描述。材料的共振 曲線的獲得首先要進行多次振動試驗得到不同應力下的共振頻率，然后在共振頻率-應力 平面內描點，并進行光滑連接得到的。該方法確定材料的共振特性需要大量的實驗，耗費的 人力、物力大，并且用曲線進行描述儲存和應用極為不便。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺陷，提供一種材料共振特性的描述方法，通過 少量試驗獲得材料共振特性的描述函數，為運輸包裝防共振設計提供依據。

本發明所采用的技術解決方案是，一種材料共振特性的的描述方法，按照以下步 驟實施：

步驟1、掃頻試驗確定被測材料的共振點

按照GB/T8168將被測材料切割成被測試件，將切割好的被測試件的下底面通過粘接的方式固定在振動試驗臺面中心位置，將質量為的質量塊的重心與被測試件的形心對齊，并粘接在被測試件的上底面上；按照GB/T4857.10進行性掃頻試驗，找到共振頻率，得到被測材料的一個共振點，其中，為被測材料的底面積；

步驟2、得到被測材料的共振點序列

改變質量塊的質量，重復步驟1，得到被測材料的共振點序列

，其中測量次數；

步驟3、得到被測材料的共振特性描述函數

以材料的應力為自變量，以共振頻率為因變量，根據步驟2中得到的共振點序列，根據函數采用最小二乘法擬合建立被測材料的共振特性描述曲線得到被測材料的共振特性函數描述。

式中材料參數、通過實驗數據優化得到。

本發明的有益效果：

（1）可以用少量的試驗獲得材料的共振曲線；

（2）用函數式代替曲線描述材料的共振特性，簡便易存儲。

附圖說明

圖1給出了掃頻試驗時各部分的相對位置示意圖。

圖1中：1為振動臺體，2為被測試件，3為質量塊。

圖2給出了某材料的實驗數據和優化的到的共振特性曲線，橫坐標為應力,單位為 N/m²，縱坐標為共振頻率,單位為Hz。

具體實施方式

本發明涉及一種材料共振特性的描述方法：通過振動試驗測定確定材料的若干 （3-5個）共振點，對這些共振點數據進行優化，得到該材料的共振特性描述的函數式。

使用例：

（1）選取厚度為4cm，長寬均為10cm的EPE材料，將其底面粘接于振動臺臺面中心，取質量塊，將其重心對準EPE材料的形心粘結與EPE材料的頂面上；按照GB/T4857.10進行掃頻試驗記錄試驗的共振頻率和載荷應力，得到第一個共振點：

（2）重復步驟（1）5次得到該材料的5個共振點：

（3）利用（2）中得到的數據用下式進行優化擬合：

（4）優化擬合的結果為，；

（5）該材料的共振特性描述為：

（6）該材料的共振曲線如圖2；

（7）重復步驟（1）10次，得到10組共振數據，利用該10組數據對步驟（5）的式子進行擬合 優度檢驗，擬合優度參數為：R-square=0.981；RMSE=2.745。